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沼气发电

2013年06月19日

中文名称: 沼气发电 英文名称: biogas power generation

定义: 用燃气发动机或燃料发动机以沼气作为燃料产生动力来驱动发电机产生电能。 应用学科: 电力(一级学科);可再生能源(二级学科) 概述  沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术,它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上,并装有综合发电装置,以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点,是一种分布广泛且价廉的分布式能源。

沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

我国沼气发电有30多年的历史,在“十五”期间研制出20600kW纯燃沼气发电机组系列产品,气耗率0608m0/kw h(沼气热值 ~>21MJ/m0)。但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段,特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发 电技术研究更少,我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电,如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难,而这些地区却有着丰富的生物质原料。如能因地制宜地发展小沼电站,则可取长补短就地供电。

沼气发电技术

沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物(例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等),经厌氧发酵处理产生的沼气,驱动沼气发电机组发电,并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。

沼气发电热电联产项目的热效率,视发电设备的不同而有较大的区别,如使用燃气内燃机,其热效率为70%~75%之间,而如使用燃气透平和余热锅炉,在补燃的情况下,热效率可以达到90%以上。

沼气发电技术本身提供的是清洁能源,不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放,而且变废为宝,产生了大量的热能和电能,符合能源再循环利用的环保理念,同时也带来巨大的经济效益。

我国沼气发电机组状况

我国沼气发电研发有20多年的历史,目前国内0.8-5000kw各级容量的沼气发电机组均已先后鉴定和投产,主要产品又已全部使用沼气的纯沼气发动机及部分使用沼气的双燃料沼气-柴油发动机。这些机组,各具特色,各有技术上的突破和新颖结构,已在我国部分农村、有机废水、垃圾填埋场的沼气工程上配套使用。近十几年由于农村家庭责任制,大、中型的工厂化畜牧场的建立及环境保护等原因,我国的沼气机、沼气发电机组已向两极发展。农村主要以3-10kw沼气机和沼气发电机组方向发展,而酒厂、糖厂、畜牧场、污水处理厂的大中型环保能源工程,主要以单机容量为50-200kw的沼气发电机组方向发展。

我国大型沼气发电项目状况

目前,除西藏区以外,我国内地其他所有省市区均建设了大中型沼气发电项目,仅2009年,获得发改委批复的沼气发电CDM项目就有28个,其中大多数为垃圾填埋场的沼气发电项目,部分为养殖场发电及工业废料(酒精厂)发电项目。除这些较大的项目申请了CDM项目外,国内还有众多小型沼气发电工程。

目前,国内很多废水厌氧处理的沼气,CH4含量在50-60%之间,如果选用合适的沼气发电机组,每方沼气可发电2.2-2.6度,而现在很多企业为节省投资,上容量小的机组,每方沼气只能发1.8度电。以17000M3/天,热值为25MJ/M3沼气为例,每方沼气发1.8度电的机组比每方沼气发2.6度电的机组每年少发300多万度电。

沼气发电对沼气的要求

沼气中杂质含量如 Si HS 等应控制在一定的范围内,沼气的温度为 10~60 ℃,压力为 0~5kpa ,具体见沼气的气质要求,一般禽畜粪厌氧处理的沼气都能满足发电的气质要求,污水处理沼气需要脱硫等处理,垃圾填埋沼气需要脱水等处理。

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